677 汽車液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計

677 汽車液壓制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)的設(shè)計,汽車,液壓,制動,驅(qū)動,機(jī)構(gòu),設(shè)計 1前言 .........................................................................................................................................11 汽車最小制動力的確定 .....................................................................................................22 前后制動器的制動力分配比例。 .....................................................................33 各輪缸輸入力的確定 .........................................................................................................53.1 前輪盤式制動器的輸入力的確定 ..........................................................................53.2 后輪鼓式制動器輪缸輸入力的計算 ......................................................................64. 制動輪缸直徑 d 的確定 ...................................................................................................84.1 對于前輪輪缸直徑 1.............................................................................................85. 制動主缸直徑 0的設(shè)計計算 ..........................................................................................86. 前輪輪缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計計算 ...............................................................................96.1 工作壓力 P ...............................................................................................................96.2 單位時間內(nèi)油液通過缸筒有效截面體積的流量； ..............................................96.3 缸筒的設(shè)計 ............................................................................................................106.3.1 缸筒內(nèi)徑 ......................................................................................................116.3.2 缸筒壁厚 ...................................................................................................116.3.3 缸蓋厚度的確定 .........................................................................................126.3.4 工作行程的確定 .........................................................................................126.3.5 最小導(dǎo)向長度的確定 ..................................................................................136.3.6 活塞寬度的確定 .........................................................................................136.3.7 缸體長度的確定 .........................................................................................136.4 活塞的設(shè)計 ...........................................................................................................136.4.1 結(jié)構(gòu)形式 ...................................................................................................136.4.2 活塞與活塞桿的連接 .................................................................................136.4.3 活塞材料 .....................................................................................................136.5 密封圈 .................................................................................................................146.6 活塞桿 .................................................................................................................146.6.1 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動 .......................................................................146.6.2 活塞桿的計算 .............................................................................................146.7 活塞桿的導(dǎo)向套、密封、防塵 ...........................................................................146.7.1 導(dǎo)向套長度的確定 ......................................................................................1426.7.2 加工要求 ...................................................................................................156.8 油口 .....................................................................................................................156.9 密封件、防塵圈的選用 ...................................................................................157 . 后輪輪缸的設(shè)計計算 ...................................................................................................167.1 后輪工作壓力 P .....................................................................................................167.2 缸筒的設(shè)計 ............................................................................................................177.2.1 缸筒內(nèi)徑 ......................................................................................................177.2.2 缸筒壁厚 .....................................................................................................177.2.3 缸筒壁厚演算 .............................................................................................177.2.4 缸體底部厚度 .............................................................................................177.2.5 缸體頭部法蘭厚度 .....................................................................................177.2.6 液壓缸工作行程的確定 .............................................................................177.2.7 最下導(dǎo)向長度 .............................................................................................187.2.8 缸體長度的確定 .........................................................................................187.3 活塞的設(shè)計 .........................................................................................................187.4 活塞桿的設(shè)計 .....................................................................................................187.5 活塞桿的導(dǎo)向套、密封、防塵 ...........................................................................187.6 排氣閥 ...................................................................................................................187.7 油口 .....................................................................................................................187.8 密封件，防塵圈 .................................................................................................198 制動主缸的設(shè)計計算 .....................................................................................................208.1 主缸主要供油量的計算 ...................................................................................208.2 第一段長度的確定 ...............................................................................................208.3 缸筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 .....................................................................................218.3.1　缸筒壁厚的確定 ........................................................................................218.3.2 缸筒連接方式 ..............................................................................................218.4 第一缸活塞直徑的確定 .....................................................................................218.5 第二缸的設(shè)計 .......................................................................................................228.6 導(dǎo)向套、密封 .....................................................................................................228.7 油口的選擇 .........................................................................................................2238.8 選取彈簧 ...............................................................................................................239.系統(tǒng)液壓閥的選擇 ...........................................................................................................2310. 管道尺寸 .......................................................................................................................2311.結(jié)束語 .............................................................................................................................2412 致謝 ..................................................................................................................................24參考文獻(xiàn)： ...........................................................................................................................241桑塔納汽車制動驅(qū)動結(jié)構(gòu)的設(shè)計張海燕（河北科技師范學(xué)院 機(jī)械電子系 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化）摘要：使行駛中的汽車減速至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車保持不動，這些作用統(tǒng)稱為汽車制動。汽車的制動性直接關(guān)系到交通安全，重大交通事故往往與制動距離太長、緊急制動側(cè)滑有關(guān)，改善制動性能始終是汽車設(shè)計和制造部門的首要任務(wù)對汽車起到制動作用的是作用在汽車上，其方向與汽車行駛方向相反的外力。但這些外力的大小都是隨機(jī)的、不可控的。故汽車上必須裝設(shè)有一系列專門裝置，以使駕駛員能根據(jù)道路和交通情況，借以使外界在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，對汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動。本文主要是對行車制動的設(shè)計，且對行車制動采取液壓制動。因為它作用滯后時間較短，工作壓力高，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄張開機(jī)構(gòu)，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單、質(zhì)量小且機(jī)械效率高。本文中主要針對桑塔納轎車進(jìn)行設(shè)計。通過汽車對制動力要求入手來計算出輪缸輸入力、主缸輸入力和踏板力的需求，從而確定出系統(tǒng)各部分尺寸參數(shù)。在設(shè)計中對制動管路采取交叉型控制，直行制動時，任意回路實效，總制動力都能保持正常值的 50%，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低、易于實現(xiàn)。經(jīng)設(shè)計計算，該結(jié)構(gòu)能使汽車在行駛時短距離內(nèi)停車且維持行駛方向的穩(wěn)定性，改善了制動性能。關(guān)鍵詞：制動性；制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)；制動性能設(shè)計前言設(shè)計制動驅(qū)動機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足如下主要要求 [1]：（1）具有足夠的制動效能。 （2）工作可靠。行車制動裝置至少有兩套獨立的驅(qū)動制動器管路，當(dāng)其中一套管路失效時，另一套完好的管路應(yīng)保證汽車制動能力不低于沒有失效時的 30%。（3）在任何速度制動時，汽車都不應(yīng)喪失操縱性和 方向穩(wěn)定性。（4）操縱輕便，并具有良好的隨動性。（5）制動時，制動系產(chǎn)生的噪聲應(yīng)盡可能小。（6）作用滯后性應(yīng)進(jìn)可能好。作用滯后性即制動反應(yīng)時間。以踏板開始動作至達(dá)2到給定的制動效能所需的時間來評價。人力液壓制動系的基本組成有前輪制動器，制動主缸，及后輪制動器組成?；驹砣缦?，作為制動能源的駕駛員所施加的控制力，通過作為控制裝置的制動踏板機(jī)構(gòu)傳到容積式液壓傳動裝置的主要部件——制動主缸。制動主缸屬于單向作用活塞式油泵，其作用是將自踏板機(jī)構(gòu)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能。液壓能通過油管輸入前、后輪制動器和制動輪缸。制動輪缸屬于單向作用活塞式油缸，其作用是將輸入的液壓能再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，促使制動能再轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，促使制動器進(jìn)入工作狀態(tài)。下面選桑塔納轎車車型來對液壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計。 [2] 1 汽車最小制動力的確定表 1-1 為桑塔納轎車的基本參數(shù)。發(fā) 動 機(jī) 型 號 YP 型 (1． 6 升 ) JV 型 (1． 8 升 )總 長 X 總 寬 X 總 高 4545X1695X1400 4545X1695X1400離 地 間 隙 (毫 米 ) 145(空 車 ) 127(重 車 )插 距 (毫 米 ) 2550 2550前 輪 距 (毫 米 ) 1400 1414后 輪 距 (毫 米 ) 1408 1422最 小 轉(zhuǎn) 彎 半 徑 (米 ) 5． 5 5． 52． 轎 車 基 本 重 量 表 1-2 轎 車 的 基 本 重 量 (千 克 )發(fā) 動 機(jī) 型 號 YP 型 (1． 6 升 ) JV 型 (1． 8 升 )總 重 1440 1460自 重 955 985載 重 485 475查得整車整備質(zhì)量 m=1040kg 滿載總質(zhì)量 m=1460 kg由 GB7258-1997《機(jī)動車運行安全技術(shù)條件》對汽車的制動力要求如下 [3]3制動力總合與整車重量百分比 軸制動力與軸荷百分比車輛類型空載 滿載 前軸 后軸汽、列車 60? 50? 60? ——得出最小制動力應(yīng)為 =50% 1460 10 N=7300Nmin1F?=60% 1040 10 N=6240Ni2取 =7300N 為制動器給機(jī)車的制動力總和。min2 前后制動器的制動力分配比例。前后輪制動器制動力的分配將影響汽車制動時的方向穩(wěn)定性和附著條件的利用程度，是設(shè)計汽車制動系必須妥善處理的問題。汽車制動時前、后輪同時抱死對附著條件利用、制動時汽車的方向穩(wěn)定性較為有利。此時前后制動器 、 滿足關(guān)系 [4]：1F2122ZG???????、 ——前、后輪制動力1F2G——汽車重力、 ——前、后輪的法向反作用力1Z2——路面附著系數(shù) =0.7??而對于行車制動時地面作用于前、后輪的法向反作用力令 為制動強(qiáng)度。12ZgduFLGbmhta???????,Zt?式中 L——軸距b——質(zhì)心距后軸的距離a——質(zhì)心距前軸的距離4——汽車的最大加速度dut如圖 2-1 為桑塔納轎車的整車基本參數(shù) [3]理想的前、后輪制動器制動力為 =5913N1minF=1387N2in3 各輪缸輸入力的確定輪缸輸入力與制動器的效能因數(shù)有關(guān)，制動器效能因數(shù)，就是指制動器在單位輸入壓力或力的作用下所能輸出的力或力矩。即在制動鼓或制動盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比。 [5]即 BF= （3-1）fTPR技術(shù)參數(shù)序號 項 目 普通型 2000 型1 管路系統(tǒng)型式 雙管路對角分布2 前輪盤式制動器 制動盤厚度 制動盤直徑12 20 239 256 ??3 后輪鼓式制動器制動鼓尺寸(內(nèi)徑X 蹄寬)／mmXmm80x30 200X404 駐車制動坡度 30％5 制動力分配比(后韌動力／總制動力)22％ 19％6 制動效率 V85％(空載)65％(滿載)91％(空載)68％(滿載)5式中 ——制動力摩擦力矩fTR——制動鼓或盤的作用半徑P ——輪缸輸入力3.1 前輪盤式制動器的輸入力的確定對于前輪盤式制動，設(shè)兩側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力均為 P，則制動盤在其兩側(cè)工作面的作用半徑上所受的摩擦力為 2fP，次處 f 為盤與制動塊的摩擦系數(shù)，于是鉗盤式制動器制動因數(shù)：BF= （3-2）2fP?對于桑塔納轎車前輪為鉗盤式BF=2nfn——旋轉(zhuǎn)制動盤數(shù)目f——摩擦系數(shù)在理想條件下，計算結(jié)果取 f=0.3 接近實際。這里 n=1,f=0.3 代入計算得BF=2x1x0.3=0.6有（3-1）式；BF= = fTPRF即 P= = = N=9855N （3-3）B1min0.6593.即前輪輪缸輸入力最小為 9855N3.2 后輪鼓式制動器輪缸輸入力的計算對于后輪鼓式制動，采用雙領(lǐng)蹄式制動，選用雙液壓缸雙領(lǐng)蹄制動。設(shè)作用與兩蹄張開力 ，制動鼓內(nèi)圓柱面半徑制動鼓工作半徑為 R 則 12P、B 1TfFR?2TfBFR?當(dāng) 時，則有12P?612TfBFPR??蹄與鼓間的作用力的分布其合力大小，方向及作用點需要精確地分析計算如下圖設(shè)張開力 P 作用下制動蹄摩擦襯片與鼓之間的作用合力 N 如圖 3-1 所示 作用與襯片上 B 點這一法向力引起了作用于制動蹄襯片上的摩擦力為 Nf，f 為摩擦系數(shù)，a、b、c、R、 為結(jié)構(gòu)尺寸。對 A 去矩得：?Ph+Nfc-Nb=0 由上式得：領(lǐng)蹄的受力 （3-4）1NfhfBFcPb????????當(dāng)逆轉(zhuǎn)時，領(lǐng)蹄變?yōu)閰蔡?，這時的受力情況Nf 方向相反，得制動器因數(shù)7（3-5）21NfhfBFbPc????????式中 f 為摩擦系數(shù)，P 為輸入力，其余為結(jié)構(gòu)尺寸。F 在初步設(shè)計時取 0.3 使結(jié)果更接近實際。 [1]由表查的桑塔納的制動系結(jié)構(gòu)參數(shù)得；R=200mmh=2x0.8R=320mmb=0.8R=160mmc=0.9R=180mm計算得 =0.4421NfhfBFbPc????????0.346?P= =946N.N即前、后輪輪缸的輸入力大小為 =9855N ， =946N1P24. 制動輪缸直徑 d 的確定制動輪缸對制動蹄塊施加的張開力 與輪缸直徑 d 和制動管路壓力的關(guān)系為；0F（4-1）04p??取管路壓力為 10MPa4.1 對于前輪輪缸直徑 1d為 = = mm 35.4mm1d04Fp?9853.??輪缸直徑 d 應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸系列中選?。℉G2865-1997） ，具體為19mm、22mm、24mm、25mm、28mm、30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm、50mm、585mm。選取直徑 d=40mm4.2 后輪輪缸直徑的確定02494613.Fdmp????取后輪輪缸直徑為 =19mm2d5. 制動主缸直徑 的設(shè)計計算0第 i 個輪缸的工作容積為（5-1）214niiVd????式中， 為第 i 個輪缸活塞的直徑；n 為輪缸中活塞的數(shù)目； 為第 I 個輪缸活塞i i?在完全控制時的行程，初步設(shè)計時，對于鼓式制動器可取 2.0 2.5mm[6]。:對于盤式制動輪缸= = =37681,2V21,4id???2403??m3對于鼓式制動輪缸=23,43,41i??29.533147?所有輪缸總工作容積為 =2 =132041miV?368m??3制動主缸應(yīng)有的工作容積為 ，式中， 為制動軟管的變形容積。'0 'V在初步設(shè)計中，制動主缸的工作容積可取為：對于乘用車 =1.1V 則； 0=1.1 13204 =14524.40V?33主缸活塞直徑 和活塞工作行程為0d= （5-2）024S?一般 =（0.8 1.2） ，此處取 =:00Sd9即 = = mm=26.449mm0d34V?1524.?主缸直徑 應(yīng)符合 QC/T311-1999 中規(guī)定的尺寸系列 [1]、[7] ，具體為19mm、22mm、26mm、28mm、32mm、35mm、38mm、40mm、45mm。此處選取 =28mm0d6. 前輪輪缸主要結(jié)構(gòu)參數(shù)的設(shè)計計算參數(shù) 內(nèi)徑 D=40mm 理論推力值 F=9855 N6.1 工作壓力 P（6-1）249857.83.10FMaPA???6.2 單位時間內(nèi)油液通過缸筒有效截面體積的流量；L/min （6-2）VQt式中 V——液壓缸活塞一次行程中所消耗油液的體積t——液壓缸活塞一次行程所需時間其中 V=vAt L310?v——活塞桿運動速度A——活塞桿截面面積關(guān)于活塞桿的速度確定如下；根據(jù)《汽車安全技術(shù)條件》中規(guī)定；汽車單車制動協(xié)調(diào)時間應(yīng)不大于 0.6s。制動協(xié)調(diào)時間為踏板開始動作到到達(dá)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的充分發(fā)出的平均減速度的 75%時所用時間。下圖是駕駛員在接受了緊急制動信號后，制動踏板力、汽車制動減速度與制動時間的關(guān)系曲線 [2]10圖 6-1 汽車制動曲線= + 為制動器作用時間即2?''2由 ——踩下制動踏板到制動間隙消除的時間 '——制動力增長過程所需時間'2設(shè)消除間隙所用時間 0.2s，則制動器作用時間 0.4s,取為 0.4s，則?v= mm/ssts——為活塞桿行程v= mm/s=7.5mm/s 30.4Q=vA =7.5 60 =0.5652 L/min?2??6.3 缸筒的設(shè)計對缸筒的材料選擇有如下要求： [8]一般要求有足夠的強(qiáng)度和沖擊韌性，對焊接的缸筒要求有良好的焊接性能。根據(jù)液壓缸的參數(shù)、用途、和毛坯的來源等可選用以下各種材料： [6]25、35、45 等；25GrMo35CrMo,38CrMoAl;ZG200-400,ZG230-450, 1Gr18Ni19,ZL105 等；缸筒毛坯，普遍采用退火的冷拔或熱軋無縫鋼管，國內(nèi)市場上已有內(nèi)孔經(jīng)研磨或內(nèi)孔槽加工，只需按所要求的長度切割無縫鋼管。11對于工作溫度低于-50 的液壓缸缸筒，必須用 45，35 號鋼且要調(diào)質(zhì)處理。 [9]0c根據(jù)《液壓工程手冊》選取，缸筒的材料為鑄鐵。6.3.1 缸筒內(nèi)徑當(dāng)液壓缸的理論作用力 F（包括推力 及拉力 ）和供油壓力 P 為已知時，則無12F活塞桿側(cè)的內(nèi)徑為：D= 取 D=40mm （6-3）3140mP???6.3.2 缸筒壁厚 （6-4）??max0.4123D???????????其中 為缸筒的最高工作壓力，maxPD——缸筒內(nèi)徑——材料的許用壓力 ???則， =3.33mm0??1426?取 =4mmD+2 =40+2 4 mm=48 mm 1D0查《機(jī)械設(shè)計手冊》 ，取為 =50mm1D缸筒壁厚的演算液壓缸的工作壓力應(yīng)低于一定的極限值，保證工作安全：（6-5）21()0.35snP???式中， ——為缸筒材料的屈服強(qiáng)度 鑄鐵為 180MPas代入數(shù)據(jù) =22.68 MPa28(04).5n?系統(tǒng)的壓力最高為 12 MPa 所以缸筒外徑符合要求 為了避免缸筒在工作時發(fā)生塑性變形，液壓缸的額定壓力 應(yīng)與塑性變形壓力有一nP定的比例范圍：12（6-6）(0.35.42)nPLPp?:其中 MPa MPa =40.1 MPa1logLsDp?50.318log4??=14.04 MPa..Man?系統(tǒng)壓力經(jīng)驗證 符合要求此外，缸筒的徑向變形應(yīng)在允許的范圍內(nèi)，經(jīng)驗證符合要求。為了確保液壓缸的安全使用，缸筒的爆破壓力 應(yīng)大于耐壓實驗壓力 [10]。經(jīng)Ep驗證，符合要求。6.3.3 缸蓋厚度的確定 汽車前輪缸蓋設(shè)為有孔式，則有公式 當(dāng)缸筒底部為拱形時，應(yīng)按下式進(jìn)行計算：??max20.43PtD???m （6-7）t??式中， 為缸筒外徑0= m1.5246?=4.1 mm取缸蓋厚度為 5 mm6.3.4 工作行程的確定液壓缸工作行程長度，可根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際最大行程來確定，對于前輪盤式，制動盤與制動塊之間的間隙為 0.01 0.15mm，加上制動片的極限偏差和活塞與制動塊之:間距離的 2 倍，取活塞的工作大致為 3mm。6.3.5 最小導(dǎo)向長度的確定（6-8）0LDH??L——液壓缸的最大工作行程代入數(shù)據(jù)計算得：H 21.5mm6.3.6 活塞寬度的確定 B=（0.6 1.0）D 取為 B=30mm:13可根據(jù)中隔圈再次確定 B，缸蓋的滑動支承面的長度 ，由液壓缸內(nèi)徑 D 確定1lD<80mm，取 =（0.6 1.0）D 取為 =30mm 1l:1l6.3.7 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)等于活塞行程和活塞寬度只和。缸體外形還應(yīng)考慮到兩端端蓋的厚度，一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20 30 倍。:002LB???=43mm6.4 活塞的設(shè)計由于活塞在液體壓力的作用下沿缸筒往復(fù)滑動，因此它與缸的配合應(yīng)適當(dāng)即不能過緊，也不能間隙過大，過大會引起液壓缸內(nèi)部泄漏，降低容積效率，使液壓缸達(dá)不到設(shè)計的性能要求。6.4.1 結(jié)構(gòu)形式采用整體式6.4.2 活塞與活塞桿的連接整體活塞在活塞圓周上開溝槽，安置密封圈，結(jié)構(gòu)簡單。6.4.3 活塞材料選用高強(qiáng)度鑄鐵 HT200-300活塞尺寸及加工公差活塞外徑的配合一般采用 f9,外徑對內(nèi)孔的同軸度公差不大于 0.02mm，端面和軸線的垂直度公差不大于 0.04/100mm，外表面的圓度和圓柱度一般不大于外徑公差之半[11]。6.5 密封圈根據(jù)系統(tǒng)的工作特點，選用高低唇型密封圈。6.6 活塞桿活塞桿的桿頭應(yīng)連接摩擦塊推動制動盤制動所以桿頭連接形式應(yīng)為螺孔頭式。6.6.1 活塞桿要在導(dǎo)向套中滑動一般采用 H8/h7 或 H8/f7 配合，其圓度和圓柱度公差不大于直徑公差之半。安裝活塞的軸頸和外圓的同軸度公差不大于 0.01mm，是為了保證活塞桿外圓和活塞外圓的同軸度，以避免活塞與缸筒、活塞桿與導(dǎo)向套的卡滯現(xiàn)象。安裝活塞的軸肩端面與活塞桿軸線的垂直度公差不大于 0.04mm/100mm。146.6.2 活塞桿的計算因前盤輪缸無速比要求，按《液壓設(shè)計手冊》要求，根據(jù)：d=（1/3 ～1/5）D D---為缸筒直徑圓整查表得活塞桿直徑：d=14mm 活塞桿螺紋尺寸查（ GB/T2350-1980）得螺紋直徑與螺距M10 1.25 L 為短型 L=14mm 內(nèi)螺紋?活塞桿的強(qiáng)度校核62104pFd?????=7.8 符合要求MPap6.7 活塞桿的導(dǎo)向套、密封、防塵選用端蓋式金屬導(dǎo)向套一般采用摩擦系數(shù)小，耐磨性好的青銅材料制作。而端蓋式直接導(dǎo)向型導(dǎo)向套材料用灰鑄鐵。6.7.1 導(dǎo)向套長度的確定導(dǎo)向套的主要尺寸是支承長度，通常按活塞桿直徑、導(dǎo)向套的形式、導(dǎo)向套材料的承壓能力。通常有兩段導(dǎo)向段，每段寬度一般為 d/3，長度 b=2/3d 其中 d 為活塞桿直徑。即 b=2/3 14=9.5mm?6.7.2 加工要求 [12]導(dǎo)向套外圓與端蓋內(nèi)孔德配合多為 H8/f7,內(nèi)孔與活塞桿外圓的配合選為 H9/f9,外圓與內(nèi)孔的同軸度公差不大于直徑公差的一半，內(nèi)孔中的環(huán)形油槽和直油槽要淺而寬，以保證有良好的潤滑。6.8 油口由于汽車制動系統(tǒng)的構(gòu)造，油口應(yīng)布置在端蓋上，且屬于薄壁孔（l/d 0.5） ,通過?口的流量為= （6-9）??12QCAp???CAP??式中 C——流量系數(shù)，接頭處大孔與小孔之比大于 7 時，C=0.6 0.62:接頭處大孔與小孔之比小于 7 時，C=0.7 0.815A——油孔的截面積——液壓油的密度?——油孔前、后腔的壓力12p、——油孔前后壓力差?由上式得；（6-10）2QACP??其中 Q=0.5652 L/ min C 取為 0.7而查得桑塔納 2000 液壓油密度為 =1.125g/?3cm代入數(shù)據(jù)得 d 8.015 mm?查液壓油口連接螺紋（GB/T2878-1993） 取為 油口 M10 1?6.9 密封件、防塵圈的選用選為 O 型密封圈 2 型特康防塵圈以上是汽車前盤制動輪缸的尺寸和結(jié)構(gòu)的設(shè)計，現(xiàn)將數(shù)據(jù)整理如下；表 6-9 設(shè)計數(shù)據(jù)整理液壓缸結(jié)構(gòu) 單作用單活塞缸 缸體長度 43mm液壓缸內(nèi)徑 40mm 液壓缸壁厚 5mm缸底厚度 5mm 頭部法蘭厚 10mm活塞桿直徑 14mm 活塞行程 3mm導(dǎo)向長度 9.5mm裝配尺寸如下表活塞 材料灰鑄鐵 HT200/300外徑對內(nèi)孔的同軸度公差 0.02mm端面軸線垂直度公差 0.04/100 mm外表面圓度和圓柱度 0.01 mm 外徑配合 f916活塞桿材料為碳鋼 桿頭連接為螺孔頭式H8/h7 配合軸頸與外圓同軸度公差 0.01mm軸肩端面與活塞桿軸線垂直度公差為 0.04mm粗糙度為 0.2um螺紋 M10 1.25 L=14mm 內(nèi)螺紋?導(dǎo)向套材料為青銅 外圓與端蓋內(nèi)孔配合 H8/f7外圓與內(nèi)孔同軸度 0.03mm圓度與圓柱度 0.01mm 油口 連接螺紋 M10 1?密封圈O 型2 型特康防塵圈7 . 后輪輪缸的設(shè)計計算對于后輪鼓式制動采用雙領(lǐng)蹄式制動，即為雙缸單活塞制動現(xiàn)對四個輪缸進(jìn)行設(shè)計計算7.1 后輪工作壓力 PP=F/A=4F/ = =3.34mpa （7-1）?2d24961?7.2 缸筒的設(shè)計選材料為鑄鐵7.2.1 缸筒內(nèi)徑 D=19mm7.2.2 缸筒壁厚= =3.44mm （7-2）??max0.4123pD?????960.4123?????????取 4mm，則外徑 =27mm?1??177.2.3 缸筒壁厚演算（7-3）??210.35snDPMpa???代入數(shù)據(jù)演算 ,符合要求.87.2.4 缸體底部厚度（7-4）120.43p???式中 ---計算厚度外直徑2DP---最大工作壓力計算得 3.65，取 =5mm1??1?7.2.5 缸體頭部法蘭厚度（7-5）??340aLpFbhrd?????式中：F---法蘭在缸筒最大內(nèi)壓下所承受的最大軸向壓力---法蘭外圓半徑a初步設(shè)計取法蘭外圓半徑為 32mm，b=11mm代入數(shù)據(jù)計算得 h=4.91mm 取 h=6mm7.2.6 液壓缸工作行程的確定工作行程長度由執(zhí)行機(jī)構(gòu)實際工作行程決定，且參照《液壓工程手冊》選取標(biāo)準(zhǔn)值得 S=30mm7.2.7 最下導(dǎo)向長度最小導(dǎo)向長度的確定 =12mm （7-6）20LDH??7.2.8 缸體長度的確定L=S+B+L+ =64mm （7-7）1??7.3 活塞的設(shè)計B=（ ）d= 15mm0.6:結(jié)構(gòu)形式為組合式，加工公差同前盤式活塞桿的校核1862410FMpad???????=3.4 符合要求 7.4 活塞桿的設(shè)計裝配公差和結(jié)構(gòu)形式同前盤式活塞桿的計算 因后輪輪缸無速比要求，回位靠彈簧。根據(jù) 135dD???????:圓整后查表得活塞桿直徑 d=10mm7.5 活塞桿的導(dǎo)向套、密封、防塵選用端蓋式導(dǎo)向，導(dǎo)向套的長度確定，=7mm [12] 活塞桿的加工要求同上。23bd?7.6 排氣閥 排氣閥要求同上7.7 油口油口的設(shè)計要求同上，= （7-8）??12QCAp???CAP??式中各參數(shù)意義同上，則（7-9）2P??代入數(shù)據(jù)得 d=8.25mm查取標(biāo)準(zhǔn)值，得油口為 M10 1?7.8 密封件，防塵圈選擇結(jié)果同上?，F(xiàn)將后輪輪缸各尺寸參數(shù)整理如下；表 7-8 后輪輪缸的尺寸參數(shù)數(shù)據(jù)整理19液壓缸結(jié)構(gòu) 單作用單活塞缸 缸體長度 64mm液壓缸內(nèi)徑 19mm 缸筒壁厚 5mm缸底厚度 4 mm 頭部法蘭厚 5mm活塞桿外徑 10mm 活塞桿行程 5mm導(dǎo)向套寬 7mm 最小導(dǎo)向長 12mm裝配尺寸如下表活塞 材料灰鑄鐵 HT200/300外徑對內(nèi)孔的同軸度公差 0.02mm端面軸線垂直度公差 0.04/100 mm外表面圓度和圓柱度 0.01 mm 外徑配合 f9活塞桿材料為碳鋼 桿頭連接為螺孔頭式H8/h7 配合軸頸與外圓同軸度公差 0.01mm軸肩端面與活塞桿軸線垂直度公差為 0.04mm粗糙度為 0.2um螺紋 M10 1.25 L=14mm 內(nèi)螺紋?導(dǎo)向套材料為青銅 外圓與端蓋內(nèi)孔配合 H8/f7外圓與內(nèi)孔同軸度 0.03mm圓度與圓柱度 0.01mm 油口連接螺紋 M10 1?密封圈O 型2 型特康防塵圈流量 Q 的計算 20Q=vAx L/min=5/0.4 L/min=0.0270275 L/min3102360.190?8 制動主缸的設(shè)計計算8.1 主缸主要供油量的計算Q =2Q +4Q 012=2x0.5652+4x0.27025 L/min=2.2115 L/min 8.2 第一段長度的確定主缸結(jié)構(gòu)見裝配圖，第一段長度為第一缸活塞的工作行程。S （8-1）124d???0Q式中；d——主缸直徑Q——制動過程中所需的液體總流量S 0.4 = mm=12mm1?02?24d?62.1504.8??取得 S =４０ ｍｍ 第二段長度的確定第二段長度為第二缸活塞的工作行程?？紤]到彈簧的作用，第二缸作用要比第一缸遲，為了保證兩缸能同時工作，第二段缸的活塞行程要小于第一缸的活塞行程。綜合考慮彈簧的預(yù)緊力，以及需保證第二缸在第一缸出現(xiàn)故障時能保證汽車的制動力，也就是應(yīng)能提供整車需要的制動油液。因此 24sm?8.3 缸筒的結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定8.3.1　缸筒壁厚的確定 （8-2）??max00.4123PD???????????式中各符號意義同前，代入數(shù)據(jù)得21＝5.06ｍｍ????2860.413???取 ＝6mm8.3.2 缸筒連接方式缸筒選擇法蘭連接，結(jié)構(gòu)較簡單，易加工，易裝卸。法蘭厚度ｈ（8-3）??3410aLpFbhrd?????式中各參數(shù)意義同上，其中由法蘭盤的承載壓力選擇周布四個螺栓固定，查得螺栓的直徑為標(biāo)準(zhǔn)值 M12 4，代入數(shù)據(jù)計算得，h=9 mm 8.4 第一缸活塞直徑的確定I．選用整體式活塞，活塞采用高強(qiáng)度鑄鐵 HT200-300 [11]，活塞寬度 B=（0.6 1.0）d 取為 15mm :II． 由實際條件確定，第一缸的最大行程 S 為 45mm1III． 因為第一腔活塞桿直接與踏板機(jī)構(gòu)連接，為了減輕重量，取活塞桿為空心桿，對于空心桿d= m （8-4）62140pFd?????式中 F ——液壓缸的推力1——材料的許用應(yīng)力p——活塞桿的空心直徑1d代入數(shù)據(jù)計算得 d=19mm缸工作時軸線擺動，因此選用光桿耳環(huán)式外端，活塞桿材料為碳鋼。活塞桿的加工要求同上。 此外，此缸無速比要求，回位力靠彈簧力。8.5 第二缸的設(shè)計同上確定活塞寬 B=20mm 活塞桿長度 l=50mm 活塞為實心 d=12mm8.6 導(dǎo)向套、密封活塞桿導(dǎo)向套裝在液壓缸有桿腔側(cè)端蓋內(nèi)，用以對活塞桿進(jìn)行導(dǎo)向，內(nèi)裝有密封裝置以保證缸筒有桿腔的密封。外側(cè)有防塵圈，以防止活塞后退時把雜質(zhì)、灰塵及水22分帶到密封裝置處，損壞密封裝置。 [6]、[13]選用端蓋式密封，適用于低壓、低速、小行程的液壓缸。導(dǎo)向套長度的確定同上 b=2/3d=2/3x19mm 13mm?最小導(dǎo)向長度 H S/20+D/2 15.5mm ?加工要求同上8.7 油口的選擇= （8-5）??12QCAp???CAP??各參數(shù)意義同上。對于出油口，在制動時需要一定的開啟壓力，設(shè)為 0.1Mpa。制動液為合成制動液，密度為 1.125g/cm3（8-6）2QACP???A= m /s36611.020.5.?3計算得 d 6.492 mm?查液壓油口螺紋連接螺紋（GB/T-1993）取出油口為 M8 1?對于進(jìn)油口開啟壓力 較小 代入數(shù)據(jù)取為 M12 1.58.8 選取彈簧因為活塞回位需要彈簧力，所以要有固定安裝的彈簧。選用等節(jié)距圓形截面彈簧 [14]因為第一缸內(nèi)部開啟壓力為 0.5Mpa，則彈簧的最大承載壓力為F=PA=0.5 =265N ,彈簧的行程 =45mm?610??2.4?maxinf?依據(jù)彈簧的承載能力和行程及液壓缸的內(nèi)徑，查得彈簧的中徑 D=18mm23H =71mm 直徑 d=2mm09.系統(tǒng)液壓閥的選擇本系統(tǒng)前、后輪管道壓力不同，但是油液由液壓制動主缸供給。因此，系統(tǒng)管路中應(yīng)有比例閥，進(jìn)、出油口為單向閥。表 9-1 系統(tǒng)液壓閥數(shù)據(jù)整理序號元件名稱 方案一 方案二 通過流量1 插裝直通單向閥CIT-04-05-1 9.5L/min2 電磁液壓比例閥BYF 型 20L/min10. 管道尺寸管路在液壓系統(tǒng)中主要用來把各種元件及裝置連接起來，對管路的基本要求是要有足夠的強(qiáng)度，能承受系統(tǒng)的最高沖擊壓力和工作壓力。 [7]管路與各元件及裝置的各連接處要密封可靠、不泄漏、絕對不能松動。管路的安裝要固定堅實，布局合理，排列整齊，方便維修和更新元件。 本系統(tǒng)主油路流量 Q=1.106L/min 壓油管的允許流速為 v=12.5mm/s綜合諸因素現(xiàn)取油管的內(nèi)徑 d=6mm 進(jìn)油口參照進(jìn)油口螺紋連接尺寸 [15]，選為d=5mm。到此，整個系統(tǒng)的設(shè)計已經(jīng)完成，經(jīng)校核符合要求。11.結(jié)束語汽車的制動性能評價指標(biāo)有：制動效能、制動效能的穩(wěn)定性、制動時汽車方向的穩(wěn)定性 [2]。液壓制動保證了制動時的高效能，且選擇 x 型回路保證了制動系統(tǒng)的工作可靠性。但是，一旦某一管路損壞，造成制動力不對稱，前輪將朝制動力大的邊繞主銷轉(zhuǎn)動，使汽車喪失穩(wěn)定性，但對于主銷偏移距為負(fù)值的車仍適用?？傊嗽O(shè)計方案可以通過優(yōu)化手段保證汽車的制動性能。2412 致謝在這次畢業(yè)設(shè)計過程中,得到了任課老師們的大力支持。畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)老師鄭立新在整個設(shè)計過程中不辭辛苦,毫無保留,給我們提供了大量的設(shè)計數(shù)據(jù)和參考資料,為我的設(shè)計提供了思路與方法。并對這次設(shè)計提出了很多很好建議和意見,這些對我做好此次設(shè)計、改進(jìn)我的設(shè)計思路、提高設(shè)計水平作用很大,讓我受益匪淺。鄭老師多次到實驗室親自指導(dǎo)，給我們作詳盡的解答,耐心細(xì)致，循循善誘。還幫助我們進(jìn)行市場分析、可行性分析，開闊了我們的視野、增長了我們的見識,讓我們學(xué)到了許多實踐中很重要的知識。充分盡到了指導(dǎo)教師的責(zé)任和義務(wù)，在此我向鄭老師表示衷心的感謝！另外，在設(shè)計的整個過程中,馬淑英，陳立東等老師給我提供了很多參觀、測繪的便利。同時也得到了農(nóng)機(jī)教研室所有老師以及同學(xué)們有價值的建議,在此一并向這些老師們表示衷心的感謝！參考文獻(xiàn)：[1] 王望予、張建文、史文庫等 汽車設(shè)計[M]-4 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